水稳基层配合比设计

江宁区宁铜公路（禄口-铜山段）改造工程

水泥稳定碎石基层

配

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报

告

江苏育通交通工程咨询监理有限责任公司

宁铜公路（禄口-铜山段）改造工程水稳配合比设计

一、概述

江宁区宁铜公路拓宽改造工程依据交通部《公路路面基层施工技术规范》（JTJ034-2000）、交通部《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》（JTJ057-94）、交通部《公路土工试验规程》（JTJ051-93）、《公路工程集料试验规程》（JTG E42-2005）、《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80-2004）、《数值修约规则》（GB8170-87）、江苏省交通厅质量监督站《质量技术标准汇编》GB（2003-11），监理组进行了水稳基层配合比设计工作。

二、设计依据

1、交通部《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80-2004）

2、交通部《公路工程集料试验规程》（JTG E42-2005）

3、交通部《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》（JTJ057-94）

4、交通部《公路路面基层施工技术规范》（JTJ034-2000）

5、交通部《公路土工试验规程》（JTJ051-93）

6、《数值修约规则》（GB8170-87）

7、江苏省交通厅质量监督站《质量技术标准汇编》GB（2003-11）

三、配合比设计

本次上面层所用集料为淳化镇采石灰岩集料，矿料为上峰孟墓厂产品，沥青为金陵实业AH-70沥青。依据要求进行了沥青和集料的各项指标试验（详见下表）。

1、水泥：该项目选用的水泥南京三龙水泥厂天宝山牌（缓凝）P.O32.5级水泥，

终凝时间大于6个小时，经检测其各项技术指标均满足有关规范的要求，可以采用。其主要技术指标试验结果见表：

水泥原材试验结果表

根据设计要求本项目室内配合比设计中所用集料为石灰岩，由淳化镇采石场所供，矿粉为上峰孟墓厂产品，各种集料及矿粉的筛分结果见表1。各种粗集料的试验结果如表2，细集料的试验结果如表3，矿粉的试验结果如表4

该项目选用石料的产地为青龙山采石场，质地为石灰岩。三种规格分别为1#料（9.5-31.5mm）、2#料（4.75-9.5mm）、3#料（0-4.75mm），混合料级配为该三种石料组合而成。碎石集料压碎值为18.0%，针片状分别为6.7%、5.9%，石屑中小于0.6mm料其塑性指数为3.6，液限为19.8，均符合相关规范。三种集料比例为：[30：30：40]，混合料级配满足部颁《公路路面基层施工技术规范》（JTJ034-2000）表3.2.2的3号级配，水泥稳定碎石的集料级配范围见表：

三、确定水泥剂量的掺配范围

水泥稳定碎石混合料的设计强度要求7d无侧限抗压强度不小于3.5Mpa，根据以往项目经验，水泥剂量按4.0、4.5、5.0、5.5四种比例配制混合料，即水泥:碎石为4.0:100、4.5:100、5.0:100、5.5:100。

四、确定各种混合料的最佳含水量和最大干密度

监理组在能估计合适剂量情况下，将剂量选用缩减至四个。对四种不同水泥剂量的混合料做标准击实试验，确定出最大干密度和最佳含水量如表：

标准击实试验结果表

五、测定混合料标准曲线及强度试验

标准EDTA 滴定试验结果表

7天无侧限抗压强度结果表

六、配合比组成设计成果

监理组通过以下方法确定水泥最佳剂量：

1、比较强度平均值和设计要求值，根据试验结果水泥剂量为4.0%、4.5%、5.0%、

5.5% 时试件强度平均值均满足不低于3.5Mpa设计值的要求。

2、考虑到试验数据的偏差和施工中的保证率，对水泥剂量为4.0%、4.5%、5.0%、

5.5%时的强度数据通过公式R≥Rd∕(1-ZaCv)验算，其强度均能满足本项目

设计强度指标要求。

3、为防止干缩性裂缝及确保强度等方面综合考虑，采用5.0%的水泥剂量。故

监理组工地试验室配合比组成设计成果为：

水泥:：集料=5.0:100，混合料的最佳含水量为4.9%，最大干密度为2.350g ∕cm3，施工时压实度按98%控制。

根据施工现场情况，对试验室确定的配合比进行调整，因该项目采取集中厂拌法施工，故水泥剂量增加0.5%，集料的含水量不能忽略不计，应及时调整出最终的施工配合比。

表2 沥青混合料用粗集料的试验结果

表3 沥青混合料用细集料的试验结果

表4 沥青混合料用矿粉的试验结果

3、AC-13F沥青混合料级配要求

本次目标配合比设计采用的级配类型为AC-13F型，参照《公路沥青路面施工技术规范》（JTJ F40-2004）表5.3.2-1表5.3.2-2，设计级配如下表：

4、初选级配

依据规范（JTG F40-2004）的设计要求，在选择集料级配时，根据集料的筛分结果首先初选出粗、中、细三个级配，然后根据该工程地区气候属夏炎热冬温区同时考虑高温稳定性、低温抗裂性、耐久性及水稳定性来选择油石比，分别制作马歇尔试件，得出试件的体积指标，根据体积指标初选一组满足或接近设计要求的级配作为设计级配。确定AC-13F 的三种级配，分别测定三种级配按沥青用量为4.8%制作马歇尔试件。三个级配的矿料比例表、三种矿料的合成级配明细表、三种级配曲线图详见下表：

三种级配的矿料比例明细表

三种级配曲线图

5、试验级配评价

参照以往沥青砼路面上面层AC-13F 目标配合比的工程应用情况，选择沥青用量4.8%作为三种试级配可以看出级配1、级配2和级配3体积指标均满足要求，根据经验本次设计选择级配2为设计级配。

6、马歇尔稳定度试验

按设计矿料比例配料，采用五种沥青用量进行马歇尔稳定度试验，试验结果见下表：

AC-13F 设计级配马歇尔稳定度试验结果

7、最佳油石比的确定

据马歇尔稳定度试验结果，分别绘制稳定度、流值、空隙率、饱和度与油石比的关系曲线，从曲线上找出相应与最大密度、最大稳定度、空隙率范围中值及沥青饱和度中值对应的四个油石比，求出四者的平均值作为最佳油石比初始值OAC1，但如果对选择试验的油石比范围，密度或稳定度没有出现峰值，可直接以目标空隙率所对应的油石比作为OAC1；作图求出能满足沥青砼各项指标要求的油石比范围（OAC max ，OAC min ），该范围的中值为OAC2，如果最佳油石比的初始值OAC1在OAC max 和OAC min 之间，则认为设计结果是可行的，可取OAC1与OAC2的中值作为目标配合比的最佳油石比OAC ，并结合南京的气候特点和实际情况论证地取用，最终得出最佳油石比。

由作图法可知相应与最大密度、最大稳定度、空隙率中值、沥青饱和度范围的中值对应的最佳含油量，它们分别为5.5%,4.5%、4.65%、4.75%。其中值为最佳用油量初始值OAC 1=4.85%,用图解法分析,求得允许沥青用量范围为4.4%～5.05%。其中值为4.72％。计算出最佳用油量为4.78%，最终确定最佳沥青用量4.8%，油石比5.0%。目标配合比为1#料：2#料：3#料：矿粉：油石比=42：11：45：2：5.0。

四、生产配合比的设计 （一）材料情况

本次AC-13F 生产配合比设计所用集料，瓜子片、米砂、石屑均为淳化镇采石厂所供，矿粉为上峰孟墓厂产品，各种集料及矿粉的密度试验见表1：

表1 集料及矿粉的密度试验结果

（二）矿料级配组成计算

依据《公路沥青路面施工技术规范》的规定，参照附表，我们做了热料配合比计算各种热料仓的矿料用量如下：

热料仓筛分结果

矿料的合成级配

五、生产配合比的验证

依据《公路沥青路面施工技术规范》的有关要求，监理组在设计过程中依据目标配合比所确定的最佳用油量4.8%用拌和楼拌和做马歇尔试验，结果如下：

由以上结果可知，沥青用量为4.8%时的各项物性指标均符合规范要求，因此确定4.8%为最佳沥青用量。

最佳沥青用量下沥青混合料的性能检验

根据设计油石比及级配进行浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验，来检验设计沥青混合料的水稳定性能，试验结果见下表：

浸水马歇尔稳定度试验结果

冻融劈裂及车辙试验

六、AC-13F沥青混合料的设计结论

通过以上设计级配的体积分析和马歇尔稳定度试验，江宁区X030湖熟绕镇段养护改善工程上面层AC-13F型沥青混合料生产配合比设计结果如下：

江宁区X030湖熟绕镇段养护改善工程

江苏育通监理公司驻地监理组

附件目录

1.AC-16F目标配合比设计报告----------------------------------------01

2.沥青试验报告------------------------------------------------------------10

3.沥青路面集料试验报告------------------------------------------------13

4.目标配合比原材料试验报告-----------------------------------------13

5.生产配合比试验报告--------------------------------------------------13